PL169742B1 - Sposób i uklad do ultradzwiekowego pomiaru predkosci przeplywu plynu PL - Google Patents

Sposób i uklad do ultradzwiekowego pomiaru predkosci przeplywu plynu PL

Info

Publication number
PL169742B1
PL169742B1 PL92301879A PL30187992A PL169742B1 PL 169742 B1 PL169742 B1 PL 169742B1 PL 92301879 A PL92301879 A PL 92301879A PL 30187992 A PL30187992 A PL 30187992A PL 169742 B1 PL169742 B1 PL 169742B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
acoustic
acoustic wave
wave beam
measurement
phase
Prior art date
Application number
PL92301879A
Other languages
English (en)
Inventor
Noel Bignell
Original Assignee
Agl Consultancy Pty Ltd
Commw Scient Ind Res Org
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Agl Consultancy Pty Ltd, Commw Scient Ind Res Org filed Critical Agl Consultancy Pty Ltd
Publication of PL169742B1 publication Critical patent/PL169742B1/pl

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/66—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by measuring frequency, phase shift or propagation time of electromagnetic or other waves, e.g. using ultrasonic flowmeters
    • G01F1/667—Arrangements of transducers for ultrasonic flowmeters; Circuits for operating ultrasonic flowmeters
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P5/00—Measuring speed of fluids, e.g. of air stream; Measuring speed of bodies relative to fluids, e.g. of ship, of aircraft
    • G01P5/24—Measuring speed of fluids, e.g. of air stream; Measuring speed of bodies relative to fluids, e.g. of ship, of aircraft by measuring the direct influence of the streaming fluid on the properties of a detecting acoustical wave
    • G01P5/245—Measuring speed of fluids, e.g. of air stream; Measuring speed of bodies relative to fluids, e.g. of ship, of aircraft by measuring the direct influence of the streaming fluid on the properties of a detecting acoustical wave by measuring transit time of acoustical waves
    • G01P5/247—Sing-around-systems
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S15/00—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
    • G01S15/02—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems using reflection of acoustic waves
    • G01S15/50—Systems of measurement, based on relative movement of the target
    • G01S15/58—Velocity or trajectory determination systems; Sense-of-movement determination systems
    • G01S15/582—Velocity or trajectory determination systems; Sense-of-movement determination systems using transmission of interrupted pulse-modulated waves and based upon the Doppler effect resulting from movement of targets

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Measuring Volume Flow (AREA)
  • Paper (AREA)
  • Agricultural Chemicals And Associated Chemicals (AREA)
  • Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
  • Measuring Pulse, Heart Rate, Blood Pressure Or Blood Flow (AREA)
  • Safety Valves (AREA)
  • Magnetic Resonance Imaging Apparatus (AREA)
  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)

Abstract

14 Uklad do ultradzwiekowego pomiaru pred- kosci przeplywu plynu zawierajacy dwa przetworniki akustyczne umieszczone w plynie w zadanej odleglo­ sci od siebie 1 dostosowane do nadawania 1 odbierania energii akustycznej przechodzacej w torze liniowym miedzy nimi, przynajmniej jedna odbijajaca akustycz­ nie powierzchnie znajdujaca sie miedzy przetwornika­ mi akustycznymi, uklad sterujacy polaczony szyna sygnalu inicjacji nadawania wiazki fali akustycznej z nadajnikiem 1 dalej z jednym z przetworników akusty­ cznych oraz szyna sygnalu sygnalizacji odbierania wiazki fali akustycznej z odbiornikiem 1 dalej z drugim z przetworników akustycznych, uklad zegarowy dola­ czony do szyny sygnalu inicjacji nadawania wiazki fali akustycznej, oraz uklad pamieci, przy czym uklad zegarowy 1 uklad pamieci sa polaczone poprzez szyne zbiorcza z ukladem sterujacym, znamienny tym, ze uklad sterujacy (40) jest polaczony z nadajnikiem (43) dodatkowa szyna (51) sygnalu inicjacji nadawania drugiej wiazki fali akustycznej o fazie przeciwnej wzgledem fazy pierwszej wiazki fali akustycznej, równoczesnie z jednym z zadanej liczby sygnalów inicjacji nadawania pierwszej wiazki fali akustycznej, dla generacji wiazki fali akustycznej o fazie przeciw­ nej wzgledem fazy poprzedniej wiazki akustycznej PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób i układ do ultradźwiękowego pomiaru prędkości przepływu płynu w kanałach otwartych lub zamkniętych poprzez pomiar czasu propagacji fali ultradźwiękowej w kierunku przepływu płynu.
Znany jest pomiar prędkości przepływu płynu w przewodzie przez transmisję sygnału akustycznego przez przewód I pomiaru czasu propagacji tego sygnału wzdłuz przewodu. Dla znanej odległości może być wyliczona prędkość. Na ogół pomiary są wykonywane dla dwóch kierunków wzdłuż przewodu w celu zwiększenia dokładności pomiaru.
Kiedy impulsowy sygnał akustyczny rozchodzi się w przewodzie, wiązka fal akustycznych dzieli się na pewną liczbę ech przejściowych, z których każdy posiada częstotliwość odpowiadającą częstotliwości nadawania, ale o różnej fazie, w wyniku czego w różnych punktach wzdłuz przewodu każde z ech posiada własny zespół punktów zerowych, w których amplituda fali akustycznej dla echa jest równa zeru. Różne echa akustyczne mają także różne prędkości.
W celu uzyskania pomiarów przepływu płynu, fala akustyczna musi być odebrana przez przetwornik lub podobne urządzenie umieszczone w pewnym punkcie w przewodzie. Przetwornik odbiorczy nie odbiera jednak pojedynczego impulsu nadanej energii akustycznej, ale odbiera on różne echa, z których każde posiada różny poziom energii i jest odbierane w różnym czasie.
169 742
W zalezności od poziomu energii sygnału odebranego, okazuje się, ze powstają błędy przy określeniu punktu czasowego, w którym wiązka fal dźwiękowych jest odbierana i dla którego może być określony pomiar prędkości przepływu płynu. Z tego względu powstają błędy przy obliczeniach prędkości przepływu płynu.
Znane jest z opisu japońskiego zgłoszenia patentowego nr JP 61-104276 urządzenie do generowania nadawczego sygnału ultradźwiękowego, które w sposób selektywny generuje sygnały ultradźwiękowe o polaryzacji dodatniej albo ujemnej, przy czym sekwencja generowanych sygnałów ultradźwiękowych jest zadana z góry lub przypadkowa. Znane rozwiązanie jest wykorzystywane do eliminacji efektów interferencji fal ultra-dźwiękowych przez uśrednienie różnic czasu propagacji.
Z kolei w opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 4 480 485 przedstawiono ultradźwiękowy miernik przepływu płynu, w skład którego wchodzi odbiornik z detektorem obwiedni odebranej fali dźwiękowej, którego wyjściejest dołączone do przełącznika polaryzacji. Przełącznik polaryzacji jest sterowany przebiegiem prostokątnym generowanym w celu umożliwienia wykrycia przejścia odbieranego sygnału przez zero. Wyjście przełącznika polaryzacji służy do zmiany częstotliwości przebiegu prostokątnego.
Istotą ultradźwiękowego pomiaru prędkości przepływu płynu według wynalazku poprzez pomiar czasu propagacji wielu wiązek fal akustycznych przesyłanych między dwoma przetwornikami akustycznymi umieszczonymi w płynie, przy wykorzystaniu przynajmniej jednej odbijającej akustycznie powierzchni znajdującej się na drodze tych wiązek, w którym przesyła się w pierwszym etapie pomiaru przynajmniej jedną wiązkę fali akustycznej z pierwszą fazą, z pierwszego przetwornika akustycznego do drugiego przetwornika akustycznego, i mierzy się czas jej propagacji, po czym nadaje się w drugim etapie pomiaru, z pierwszego przetwornika akustycznego do drugiego przetwornika akustycznego, dodatkową wiązkę fali akustycznej o fazie przeciwnej względem fazy poprzedniej wiązki fali akustycznej bezpośrednio poprzedzającej, dla zmniejszenia oddziaływania przynajmniej dwóch ech akustycznych wyższych rzędów na bezpośrednio poprzedzającą i/lub bezpośrednio następną wiązkę fal akustycznych o pierwszej fazie, oraz mierzy się czas jej propagacji, jest to, że w trzecim etapie pomiaru powtarza się pierwszy i drugi etapy pomiaru, w których przesyłanie kolejnych wiązek fal akustycznych inicjuje się bezpośrednio po odebraniu wiązki fal przez drugi z przetworników akustycznych, po czym oblicza się prędkość przepływu płynu jako funkcje średniego czasu propagacji wiązek fal akustycznych w każdym kierunku transmisji między przetwornikami akustycznymi.
Korzystne jest, jeżeli zgodnie z wynalazkiem płyn, którego prędkość przepływu mierzy się, wprowadza się do kanału wyznaczającego warunki brzegowe drogi przejścia wiązek fal akustycznych, przy czym jako kanał, w którym przepływa płyn, stosuje się przewód, przy czym wiązki fal akustycznych przesyła się między przetwornikami akustycznymi ustawionymi wzdłuz kierunku przepływu płynu
Korzystnie jest także, gdy według wynalazku czasy propagacji wiązek fali akustycznej zapamiętuje się w układzie pamięci oraz wykonuje się dodatkowy etap obliczenia w układzie sterującym średniego czasu propagacji wiązek fali akustycznej na podstawie zapamiętanych czasów propagacji poszczególnych wiązek fali akustycznej, przy czym etapy pomiaru, pierwszy i drugi, powtarza się od 1 do 106 razy, korzystnie od 31 do 65 razy.
Dodatkowe korzyści z wynalazku uzyskuje się, gdy w pierwszym etapie pomiaru przesyła się trzy wiązki fal akustycznych, zaś w drugim etapie pomiaru przesyła się pojedynczą wiązkę fali akustycznej, oraz gdy wiązki fal akustycznych przesyła się między przetwornikami akustycznymi ustawionymi wzdłuz kierunku przepływu płynu.
Ponadto, zgodnie z wynalazkiem, w trakcie obliczania prędkości przepływu płynu sumuje się zmierzone czasy propagacji wiązek fal akustycznych w każdym kierunku transmisji między przetwornikami akustycznymi, dla ustalonej liczby transmisji w każdym kierunku, oraz określa się średni czas propagacji wiązki fali akustycznej w każdym kierunku przy zadanej wartości odległości między przetwornikami akustycznymi, przy czym płyn, którego prędkość przepływu mierzy się, wprowadza się do kanału z przetwornikami akustycznymi umieszczonymi w zadanej odległości jeden od drugiego, zaś w pierwszym etapie pomiaru przesyła się wiązkę fali akustycznej z pierwszą fazą od pierwszego przetwornika akustycznego do drugiego przetwornika
169 742 akustycznego, wykrywa się wiązkę fali akustycznej w drugim przetworniku akustycznym i rejestruje się czas propagacji wiązki fali akustycznej między przetwornikami akustycznymi, po czym następnie w czwartym etapie pomiaru powtarza się pierwszy etap pomiaru jeden lub więcej razy, w którym kolejne transmisje inicjuje się po wykryciu poprzedniej wiązki fali akustycznej, w piątym etapie pomiaru nadaje się wiązkę fali akustycznej z drugą fazą lub o odwrotnej polaryzacji w stosunku do wiązki fali akustycznej z pierwszą fazą, zgodne z drugim etapem pomiaru, przy czym wiązka fali akustycznej z drugą fazą zmniejsza oddziaływanie przynajmniej dwóch ech akustycznych wyższych rzędów przy wykrywaniu przynajmniej jednej następnej wiązki fal akustycznych, w szóstym etapie pomiaru powtarza się trzeci etap pomiaru jeden lub więcej razy, w siódmym etapie pomiaru powtarza się etapy pomiaru od czwartego do szóstego, poza transmisją wiązki fali akustycznej od drugiego przetwornika akustycznego i jej wykryciem w drugim przetworniku akustycznym, po czym oblicza się prędkość przepływu płynu. W czwartym etapie pomiaru może być powtarzany trzykrotnie pierwszy etap pomiaru, natomiast w szóstym etapie pomiaru może być powtarzany 64 razy trzeci etap pomiaru, zaś jako płyn może być wprowadzany gaz do kanału w postaci przewodu stanowiącego część układu dystrybucji gazu.
Istotą układu do ultradźwiękowego pomiaru prędkości przepływu płynu według wynalazku zawierającego dwa przetworniki akustyczne umieszczone w płynie w zadanej odległości od siebie i dostosowane do nadawania i odbierania energii akustycznej przechodzącej w torze liniowym między nimi, przynajmniej jedną odbijającą akustycznie powierzchnię znajdującą się między przetwornikami akustycznymi, układ sterujący połączony szyną sygnału inicjacji nadawania wiązki fali akustycznej z nadajnikiem i dalej z jednym z przetworników akustycznych oraz szyną sygnału sygnalizacji odbierania wiązki fali akustycznej z odbiornikiem i dalej z drugim z przetworników akustycznych, układ zegarowy dołączony do szyny sygnału inicjacji nadawania wiązki fali akustycznej, oraz układ pamięci, przy czym układ zegarowy i układ pamięci są połączone poprzez szynę zbiorczą z układem sterującym, jest to, że układ sterujący jest połączony z nadajnikiem dodatkową szyną sygnału inicjacji nadawania drugiej wiązki fali akustycznej o fazie przeciwnej względem fazy pierwszej wiązki fali akustycznej, równocześnie z jednym z zadanej liczby sygnałów inicjacji nadawania pierwszej wiązki fali akustycznej, dla generacji wiązki fali akustycznej o fazie przeciwnej względem fazy poprzedniej wiązki akustycznej.
Korzystniejest, gdy zgodnie z wynalazkiem nadajnik zawiera wzmacniacz o przełączanym wzmocnieniu, który jest sterowany z szyny sygnału inicjacji nadawania drugiej wiązki fali akustycznej.
Rozwiązanie według wynalazku zapewnia znaczne zmniejszenie błędów przy pomiarze prędkości przepływu płynu, zwłaszcza gazu lub cieczy, lub jednocześnie gazu i cieczy.
Przedmiot wynalazku przedstawiono w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia w uproszczeniu układ do pomiaru prędkości płynu, fig. 2A - propagację echa pierwotnego lub podstawowego w przewodzie, fig. 2B - propagację pierwszego echa wysokiego rzędu (echo oznaczone 02) w przewodzie, fig. 3 - tabelaryczne zestawienie sekwencji sygnałów według dotychczasowego stanu techniki, pokazujące różne typy ech, które powodują znaczące błędy, fig. 4 - tabelaryczne zestawienie sekwencji sygnałów według wynalazku, pokazujące różne typy ech, które powodują zasadnicze zmniejszenie błędów fig. 5A - układ odwracania fazy sygnału, fig. 5B - ciąg impulsów do sterowania przetwornika akustycznego, fig. 6 - wykres błędu pomiaru dla rozwiązania według dotychczasowego stanu techniki, fig. 7 - wykres błędu pomiaru dla rozwiązania według wynalazku, zaś fig. 8 - schemat blokowy modułu elektronicznego układu według wynalazku.
Przedstawiony na fig. 1 układ do pomiaru prędkości płynu zawiera dwa przetworniki akustyczne 1 i 2, które są umieszczone naprzeciw siebie w przewodzie 3 transportującym płyn i są oddalone od siebie o znaną odległość x. Moduł elektroniczny 4 tego urządzenia łączący przetworniki 1, 2 steruje nadawaniem sygnału, detekcją i odbiorem oraz procesem zapamiętywania i obliczania prędkości przepływu płynu. Strzałka wskazuje kierunek przepływu płynu, w tym przypadku od przetwornika pierwszego do przetwornika drugiego
169 742
Pomiar prędkości płynu przepływającego w przewodzie 3 jest możliwy przez pomiar dwóch czasów przejścia sygnałU akustycznego rozchodzącego się po kolei w kierunku przepływu (od przetwornika 1 pierwszego do przetwornika drugiego) i w kierunku przeciwnym do przepływu (od przetwornika drugiego do przetwornika pierwszego). Na prędkość rozchodzenia się tych sygnałów wpływa prędkość ośrodka przez proste sumowanie, tj.
Vs = c±vf (1) gdzie: Vs jest prędkością sygnału, c jest prędkością dźwięku w ośrodku, gdy ten jest stacjonarny, Vf jest prędkością ośrodka Gdy sygnał rozchodzi się w kierunku przepływu, stosowany jest znak plus, natomiast gdy rozchodzi się w kierunku przeciwnym, stosowany jest znak minus. Zatem.
Vs+= c + Vf (2)
Vs-=c-Vf (3)
Jest więc możliwe określenie czasu przelotu x= i % sygnału według równań:
x x τ+ = — =vs+ c-vf (4) (5)
Vs- c - Vf gdzie x jest odległością przemieszczenia się sygnału. Zatem
Przy pomiarze tego czasu przejścia sygnału jest wygodne zastosowanie techniki znanej jako pobudzanie sztafetowe. W technice tej, gdy impuls zostanie wykryty, zostaje niezwłocznie wysłany inny. Posiada to tę zaletę, że pomiar czasu przejścia sygnału jest ułatwiony, gdyz może być zmierzony większy przedział czasowy odpowiadający dużej liczbie przejść impulsu zamiast czasu dla jednego przejścia Liczba przejść musi być oczywiście także zmierzona, jest to jednak łatwe do zrobienia. Wartość średnia czasu przejścia wyniesie:
τ = t/n (7) gdzie: t jest przedziałem czasowym dla n przejść
Rozchodzenie się fal akustycznych w przewodzie 3 może odbywać się na wiele sposobów, przy czym opis rozchodzących się ech tych fal akustycznych można sobie wyobrazić jako rozwiązania odpowiednich równań falowych w przewodzie 3, a z charakterystyk matematycznych tych ech wynika, że mogą być one rozróżnione, np. 0,0 lub 1,3. Echa mogą być rozpatrywane jako efekt rozchodzenia się fali przez przewód z odbiciem od ścianek. Wiązka która przechodzi bezpośrednio bez odbicia od ścianek, zachowuje się jak fala swobodna i jest nazywana echem podstawowym, albo pierwotnym albo echem fali płaskiej. Inne echa są odbijane raz lub kilka razy. Para liczb podana przy każdym z ech, w przypadku przewodu o przekroju prostokątnym, może być uważana za liczbę odbić od każdej z równoległych ścianek. Podobne, chociaż pojęciowo bardziej abstrakcyjne rozważania stosuje się do przewodów o innym przekroju poprzecznym. Około 50% mocy akustycznej zawiera się w echu oznaczonym 0,2. Gdy nie zostaną podjęte kroki w celu stłumienia wyższych ech nadawania, niepożądana energia akustyczna akumuluje się w rurze pomiarowej powodując zniekształcenia kształtu fali i uniemożliwiając prawidłowe określenie czasu przejścia sygnału.
169 742
Doświadczalnie pokazano, ze stosunek odległości x między przetwornikami 1 i 2 do średnicy ω przewodu 3 jest istotny dla ilości energii związanej z echami wysokiego rzędu. Dla małej średnicy co dyspersja nadawanej fali powoduje, ze więcej energii odbija się od ścianek przewodu 3 pod względnie dużymi kątami. Powoduje to propagację wielodrożną wzdłuz przewodu 3. Gdy stosunek x/co jest mały, echa wysokiego rzędu nie mają tendencji do rozchodzenia się ze względu na względnie małe odbicia kątowe w sąsiedztwie przetwornika nadawczego. Z tego powodu jest praktycznie bardzo trudno uzyskać dokładne pomiary przepływu przy małych prędkościach przepływu, gdy x/co jest małe. Jest to przypadek pomiaru przepływu płomyka pilotującego w sieciach gazowych.
Figura 2A przedstawia propagację echa podstawowego a fig. 2B echa 0,2. Echa wyzszego rzędu nie są pokazane, ponieważ są one skomplikowane. Echa te nie rozchodzą się z tą samą prędkością, ale można pokazać, ze echo fali płaskiej rozchodzi się szybciej niz inne, co powoduje trudności w stosowaniu techniki pobudzania sztafetowego. Echo, które rozchodzi się z prędkością równą połowie prędkości fali płaskiej, będzie przychodzić w tym samym czasie, co echo fali płaskiej, które było wysłane o jeden okres pobudzania po jej wytworzeniu. Rozchodzące się z prędkością równą jednej trzeciej będzie przybywać równocześnie z echem fali płaskiej wysłanym dwa okresy po jej rozpoczęciu, i podobnie będzie dla innych ech Echa rozchodzące się z prędkościami nie będącymi całkowitymi podwielokrotnościami echa fali płaskiej będą przybywać w momentach innych niz momenty, gdy fala płaska przybywa do odbiornika.
Przybycie ech będących całkowitymi podwielokrotnościami, aż do echa jednej czwartej prędkości fali płaskiej, jest pokazane na fig. 3 dla różnych kolejnych okresów pobudzania sztafetowego, które są oznaczone przez A, B, C itd. Pozycja sygnału między nadajnikiem i odbiornikiem jest pokazana przy pomocy strzałki a liczba przy grocie strzałki wskazuje jej całkowitą zależność od prędkości echa fali płaskiej, tak więc 3 reprezentuje jedną trzecią prędkości fali płaskiej. Litera przy podstawie strzałki oznacza okres pobudzania, w którym jest ona wytwarzana.
Zasada superpozycji określa, ze wypadkowa ech w przetworniku odbiorczym jest sumą ech składowych. Oznacza to, ze kiedy moduł elektroniczny 4 wykrywa czas przybycia fali płaskiej, gdy fala płaska i jedno lub więcej ech przybywa razem, wtedy wskazany czas przybycia będzie różny od czasu przybycia fali płaskiej. Samo to zjawisko nie powinno powodować poważnego zaburzenia pomiaru, ale dla przypadku kiedy płyn przemieszcza się z różnymi prędkościami, wtedy na echa będzie oddziaływał ten ruch w różnych proporcjach, tak ze ich połączone działanie w wyniku superpozycji w odbiorniku będzie różne i różny czas przemieszczenia wskazywany przez detektor. Ta różnica w czasie przemieszczenia się w porównaniu z echem fali płaskiej będzie zatem funkcją prędkości. Ponieważ czas przemieszczenia się echa fali płaskiej (lub innego szczególnego echa) zależy od Vf, jak pokazano przy pomocy równań (4) i (5), dowolne dwa echa o różnej wartości c, które posiadają różne zależności czasowe w przetworniku odbiorczym przy jednej prędkości przepływu, będą posiadać inne zależności przy innej prędkości przepływu. Te złożone zależności będą się przejawiały jako błędy wartości Vf mierzonej metodą pomiaru przedziału czasowego przy zastosowaniu równania (6).
Sygnały, przy pomocy których wzbudzone są przetworniki 1, 2 są zasadniczo sygnałami oscylacyjnymi bez składowej stałej, chyba ze zostanie ona wprowadzona przez moduł elektroniczny 4. Nie mają one także stałej amplitudy, ponieważ uzyskanie na ich podstawie punktu szczególnego odniesienia czasowego nie wymaga określenia wartości amplitudy.
Odebrany sygnał może być wyrażony jako funkcja czasu F(t) i dla celów określania czasu musi być przyjęta jakaś szczególna cecha charakterystyczna sygnału umożliwiająca podanie chwili odbioru Często jest to przejście przez zero tj rozwiązanie jednego z równań:
F(t) = 0 (8) albo
F(t) = 0 (9)
169 742
Gdy zakłócający sygnał f(t) występuje w postaci echa o mniejszej prędkości, na zasadzie superpozycji odbieranych sygnałów F(t) + f(t) i przejście przez zero będzie rozwiązaniem równania
F(t) _ + f(t) = 0 (10) które, w ogólnym przypadku, nie będzie równe τ.
Wysłany sygnał posiada jednak postać dodatnią lub odwróconą, i jako taki, odebrany sygnał będzie F(t) lub F(-t). Także sygnał zakłócający wytwarzany w tym samym czasie, ale nie odebrany w tym samym czasie, będzie f(t) lub -f(t). Zatem mogą być odebrane cztery możliwe sygnały, tj.
(i) + F(t) + f(t) (ii) -F(t) -f(t) (111 (iii) + F(t) -f(t) (iv) -F(t) + f(t)
Przejście przez zero niezakłóconego sygnału będzie przesunięte w czasie ze względu na obecność sygnału zakłócającego f(t). Czas przejścia przez zero będzie odpowiednim rozwiązaniem czterech równań utworzonych przez przyrównanie do zera każdego z powyższych rozwiązań (i) do (iv). Równania (i) i (ii) posiadają to samo rozwiązanie, co (iii) i (iv). Przywołując te rozwiązania, czasy τι i )2 mogą one być wyrażone jako:
τι = τ + δτι ((2)
Τ2 = τ + δτ) ((1) gdzie δτι i δτ) są małymi zmianami czasu τ spowodowanymi przez małe zaburzenia f(t). Wtedy (i) i (ii) dają:
F(t + δτι) + f() + δτι) = 0
Przybliżony rozkład Taylora powyższego daje:
F(t) + F'd^ti + f(x) + f()^T, = 0 - f (τ) 1 F’(x) + fd) (14) ((1) (H)
Podobnie
Ót2 — fffl
F’)x( + Τ(τ) (17)
Pamiętając, ze F(t) = 0, a zatem F'(t) jest w pobliżu wartości maksymalnej, to
F'(T)»f(T) ((1) więc z dobrym przybliżeniem będzie:
-f(T)
F(x) fd) ’(τ) ((1) (22)
169 742
Jeżeli istnieją dwa sygnały zaburzające fA i fe, to zmiana czasu óxab jest, na mocy powyższego, podana przez
5tab fA(A) B fe(T) F’(x) (21)
Jest to suma dwóch zmian wytworzonych oddzielnie przez Aa i fB. Oznacza to, ze gdy istnieje łącznie kilka działających sygnałów zaburzających, jest możliwe rozważenie tych efektów oddzielnie i dodanie ich celem uzyskania całkowitego efektu, tj.
ótab = ÓTa + ótb (22)
Wyniki równań (20) i (22) tworzą zasadę znoszenia się sygnałów zakłócających wytwarzanych wspólnie przez wymagany sygnał. Odpowiednio do tego, przez odwrócenie impulsu pobudzania sztafetowego, możliwe jest istotne zmniejszenie błędu powodowanego przez odbiór ech wysokiego rzędu.
Figura 4 pokazuje podobną do fig. 3 tablicę rozkładów ech, kiedy jedno nadanie na cztery posiada odwróconą (fazę zaznaczone odwróconą strzałką).
Jak widać, nadania D i H w czasach odpowiednio 3τ i 7τ są odwrócone i ich odpowiednie echa przemieszczają się między nadajnikiem i odbiornikiem w odwróconej fazie (w porównaniu do innych nadań).
Odbiory w czasach τ, 2τ i 3τ są identyczne do tych z fig. 3.
Jednakże rozważmy odbiory przy czasach 4τ, 5τ, 6τ i 7τ. Oddziaływanie głównego sygnału z echem o połowie prędkości jest podane przez trzy z czterech możliwych typów oddziaływania oznaczonych poprzednio (i) do (iv)). Pierwszy jest typem (iv), drugi typem (iii), trzeci typem (i) i czwarty również typem ( i). Sak stwierrlzono powyżej (iii) i (iv) posiadają ten sam błąd określenia czasu, który jest równy, ale przeciwny względem błędu dla (i). Z tego względu, błędy określenia czasu wynikające z echa o połowicznej prędkości znoszą się.
Efekt jest bardziej widoczny dla sygnałów otrzymanych w czasie 5τ. Tutaj, wskazane jest by echo podstawowe nadania E było odebrane, zaś echa mnpoZatawowe nadań D, C, C (nie pokazane) nie. Jednakże, w czasie 5τ, odwrócone echo o połowicznej prędkości nadania D powoduje zniesienie lub wyzerowanie błędu czasowego nieoZwróconych ech o prędkościach 1/3 i 1/4 echa podstawowego odpowiednio dla nadań C i D.
Sekwencja +1, +1, +1, -1 nadawania (gdzie +1 przestawia nadania normalne, a -1 odwrócone) jest powtarzana podczas stosowania techniki pobudzania sztafetowego i analiza ech wyzszego rzędu ujawnia, że wszystkie zaburzenia określenia czasu znoszą się z wyjątkiem ech o prędkości 1/5, 1/9s ...l((4n+l) . Ampirtudy ech o prędkości powyżej jednej czwartej me są bardzo duże i dzięki temu nie przedstawia to wielkiego braku w uzyskanych wynikach.
Inna kombinacja nadawań normalnych i odwróconych może dawać zniesienie się w podobny sposób jak w przypadku kombinacji wskazywanej przez transmisje· +1, +1, +1, -1. Jednakże, celem całkowitego zniesienia się sekwencji potrzebna jest parzysta liczba nadań. Stąd nie ma sekwencji pięciu nadań, która wytwarza zniesienie się wszystkich zakłóceń do piątego. Można także pokazać, że nie istnieje sekwencja sześciu impulsów wytwarzających zniesienie się do szóstej lub do piątej. Sekwencja siedmiu, będąca liczbą nieparzystą, nie może wytwarzać całkowitej kompensacji. Sekwencja ośmiu nadań uzyskana przez powtarzanie sekwencji +1, +1. +1, -1 będzie kompensować zakłócenia o prędkości będącej 1/2, 1/3, 1/4, 1/6, 1/7 i 1/8, tj. wszystkie z wyjątkiem prędkości 1/5. Są to sekwencje, które kompensują błędy wynikające z echa o 1/5 prędkości, ale wszystkie one nie są w stanie skompensować ech wyższego rzędu. Mogłoby to być użyteczne w zależności od wielkości różnych ech.
Jak wskazano powyżej, przenoszenie różnych, wysokiego rzędu, ech jest zależne od wielu czynników. Optymalna szybkość inwersji impulsowej jest często najlepiej określana eksperymentalnie, lecz również może być wyprowadzana z wykorzystaniem analizy matematycznej, jak to przedstawiono poniżej.
169 742
Nadanie z inwersją mogą być wytworzone przy pomocy dowolnej odpowiedniej techniki. Przykładowy układ odwracania fazy sygnału pokazany jest na figurze 5A. W tym przypadku inwersja sygnałów między zaciskami WEJŚCIE IMPULSU I WYJŚCIE układu odwracania fazy jest uzyskana przez nadanie wzmacniaczowi 10 o przełączonym wzmocnieniu odpowiednio wzmocnienia równego 1 lub -1. Rezystory R1, R2 i R3 dołączone do zacisków wzmacniacza 10 mają tę samą wartość, przy czym podany z szyny 51 sygnał inicjacji nadawania drugiej wiązki fali akustycznej do zacisku SYGNAŁ INWERSJI układu odwracania fazy, i dalej do tranzystora polowego 12, powoduje zmianę jego rezystancji z dużej na małą i odpowiednio do tego zmianę wzmocnienia wzmacniacza 10. Wytwarzanie sekwencji impulsowych w celu przełączenia sygnału z normalnego na odwrócony będzie zależne od wybranej sekwencji. Dla sekwencji +1, +1, +1, -1 jest wystarczający dzielnik rezystancyjny.
W rozwiązaniu według wynalazku wzbudza się przetwornik nadawczy (1 lub 2) szeregiem impulsów, przy czym jedna a takich serii jest pokazana na fig. 5B, która przedstawia cztery pakiety impulsów pobudzania sztafetowego 20,22,24 i 26 w jednej serii z początkiem następnej serii, oznaczonej przez 28. Każdy pakiet impulsów pobudzania sztafetowego 20, 22, 24, 26, 28 posiada impulsy tworzące pojedynczą wiązkę fal akustycznych zawierających echo fali płaskiej i echa wyższych rzędów. Pakiety 20 i 22 zawierają trzy różne impulsy, które dają pojedynczą wiązkę fali akustycznej o echu podstawowym i echach wyższego rzędu.
Przedstawione wykonanie jest szczególnie przystosowane do zastosowania w sytuacji, gdzie dostępne jest tylko jedno źródło zasilania, takie jak akumulator. W celu uzyskania odwróconej wiązki fali akustycznej, sygnał jest pozostawiany na poziomie wysokim, oznaczonym przez 30, w wyniku czego pakiet 24 zawiera tylko dwa i pół impulsu. Trzeci pakiet 26 jest w wyniku tego inicjowany przez opadające zbocze 32 pakietu, w przeciwieństwie do narastającego zbocza innych pakietów. Stąd wiązka fali akustycznej skojarzona z tym pakietem jest odwracana lub posiada fazę przesuniętą o 180°. Podobniejak pakiet poprzedni, jest on utworzony przez pakiet składający się z dwóch i pół impulsu. Może być także konieczne odwracanie odbieranego sygnału, gdy przechodzi główny sygnał, w celu zachowania uzyskanego z niego impulsu sterowania czasowego. Do tego celu może być zastosowany także układ przedstawiony na fig. 5A.
W znanym urządzeniu do pomiaru prędkości gazu, w którym stosuje się technikę pobudzania sztafetowego dla uzyskania odpowiednio dłuższych przedziałów czasowych dla dogodniejszego pomiaru, wyniki kalibracji w postaci wykresu błędu pomiaru dla tego urządzenia są pokazane na fig. 6, gdzie uwidoczniono najlepsze dopasowanie odchyłek od mierzonej prędkości do linii prostej. Pokazuje to w sposób jasny zmianę cykliczną. W przypadku wykorzystania rozwiązania według wynalazku otrzymano wyniki kalibracji pokazane na fig. 7, która pokazuje znaczne polepszenie odchyłki od linii najlepszego dopasowania. Wyniki z fig. 7 były uzyskane przez odwrócenie co czwartego nadanego sygnału przy wykryciu przejścia przez zero opadającego zbocza trzeciego impulsu, przy odległości χ przetworników 1, 2 wynoszącej 175 mm, średnicy ω przewodu 3 równej 14 mm, trzech impulsach na pakiet o częstotliwości 115 kHz, i zastosowaniu gazu naturalnego w temperaturze pokojowej.
Technika tłumienia ech opisana powyżej może być zastosowana w urządzeniu do pomiaru prędkości przepływu płynu, charakteryzującym się tym, że ma moduł elektroniczny, którego budowa jest przedstawiona na fig. 8. W tym przypadku moduł elektroniczny 4 zawiera układ st^^ujący 40, który jest korzystnie układem elektronicznym opartym na mikroprocesorze. Nadajnik 43 i odbiornik 44 służą do zapoczątkowania nadawania i odbioru sygnałów akustycznych z przeeworników pierwszego 1 i drugiego 2, pokazanych na fig. 1. Nadajnik 43 i odbiornik 44 łączą się z przetwornikami pierwszym 1 i drugim 2 przez układ przełączający 45, który sterując układem steruiącym 40 przez szynę 46 sterowania, realizuje przełączenia kierunku transmisji akustycznej z przetwornika pierwszego 1 do drugiego 2 na kierunek z przetwornika drugiego 2 do pierwszego 1.
Układ pamięci 41 i układ zegarowy 42 są połączone z układem sl^i^n^u^cym 40 przez szynę 48 zbiorczą. Układ zegarowy 42 odbiera także sygnał START, przez szynę 49 inicjacji nadawania wiązki fali akustycznej z układu sterującego 40, który jest również połączony z nadajnikiem 43 celem zapoczątkowania nadawania wiązki fali akustycznej. Przy odbiorze wiązki fali akusty169 742 cznej odbiornik 44 podaje na wyjściu sygnał STOP przez szynę 50 sygnału sygnalizacji odbierania wiązki fali akustycznej do układu zegarowego 42 i układu sterującego 40.
Sygnał STOP powoduje najpierw przeniesienie wartości czasowej, odpowiadającej czasowi przemieszczenia się wiązki fali akustycznej przez przewód 3, do układu pamięci 41, i podanie informacji do układu sterującego 40, że powinien być wysłany następny impuls pobudzania sztafetowego.
Po nadaniu określonej z góry liczby impulsów pobudzania sztafetowego na przykład 64, czas przemieszczenia się może być następnie uśredniony matematycznie przez układ sterujący 40. Wartość prędkości przepływu, przeliczona przy wykorzystaniu znanej wartości długości x przewodu 3, jest zapisana wstępnie w układzie pamięci 41. Obliczona wartość prędkości przepływu może być następnie uśredniona przez odwrócenie kierunku transmisjii akustycznej przez przełączenie przełącznika 45.
Następnie szyną 51 sygnału inicjacji nadawania drugiej wiązki fali akustycznej o fazie przeciwnej względem fazy pierwszej wiązki fali akustycznej, łączącą układ sterujący 40 z nadajnikiem 43, jest wysyłany sygnał, który powoduje wysłanie przez nadajnik 43 wiązki fali akustycznej, która jest odwracana. Do tego celu w nadajniku 43 może być umieszczony układ pokazany na fig. 5A. Korzystne jest, jeżeli sygnał w szynie 51 jest wyzwalany przy każdej czwartej inicjacji podawanej przez szynę 49. Na ogół, w sekwencji pobudzania sztafetowego czterech pakietów, jest korzystne odwracanie trzeciego pakietu, jak pokazano na fig. 5B.
Powyżej opisano jedno wykonanie niniejszego wynalazku, przy czym jego modyfikacje, oczywiste dla specjalistów, mogą być wprowadzane bez odejścia od zakresu niniejszego wynalazku. Na przykład, rozwiązanie według wynalazkujest także użyteczne przy pomiarze prędkości statku w wodzie, gdzie kadłub statku może posiadać pojedynczą powierzchnię odbijającą, która powoduje propagację echa wysokiego rzędu.
169 742
t A
4 3 2 1
t ł f 1 ł
B A A A A
4 3 42 3 1 2
ł 1 ł łł ł ł ł
C B B AB A B A
4 3 42 3 4 123
ł 1 ł t t ł ł łłł
D C C BC B A CBA
4 3 42 3 4 1234
t ł ł łł ł ł łłłł
E D D CD C B DCBA
4 3 42 3 4 1234
ł ί t ł ł ł ł łłłł
F E E DE D C EDCB
4 3 42 3 4 1234
I ł ł ł ł ł ł łłłł
G F F EF E D FEDC
F/G.3
169 742
ł A
4 3 2 1
ł ł t ł i
B A A A A
4 3 42 3 1 2
ł 1 ł t ł t t 1
C B B AB A B A
4 3 42 3 4 123
J ł 1 ł ł ł ł tft
D C C BC B A CBA
4 3 42 3 4 1234
ł 1 ł H t ł Ittt
E D D CD C B DCBA
4 3 42 3 4 1234
ł ł 1 Π 1 ł ΠΗ
F E E DE D C EDCB
4 3 42 3 4 123 4
j 1 ł j ł 1 1 im
G F F EF E D FEDC
4 3 42 3 4 1234
1 H 1 ł H t ί UH
G G FG F E GFED
FIG. 4
169 742 w
w
X
W
WEJŚCIE IMPULSU
F/G. 5B
169 742
RÓŻNICA PRĘDKOŚCI Z DOPASOWANIA LINIOWEGO W FUNKCJI PRĘDKOŚCI PRZEPŁYWU
169 742
FIG. 7 m3/GODZ
169 742
Γ
FIG. 8
169 742
FIG. ZA
'444' -©ż- *<; V ‘\Ń - · w,< *« , ' < t. - * · -»
f- • J ' Λ's . * © ć··*· ->J' :?/ ·-= '*=· ·< ·?<· O - -JA - .i:
• - 4, . d,». ©γ* r. ·*& 7* .©· »c- %’-· %
FIG. 2B
Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz.
Cena 4,00 zł

Claims (15)

  1. Zastrzeżenia patentowe
    1. Sposób ultradźwiękowego pomiaru prędkości przepływu płynu poprzez pomiar czasu propagacji wielu wiązek fal akustycznych przesyłanych między dwoma przetwornikami akustycznymi umieszczonymi w płynie, przy wykorzystaniu przynajmniej jednej odbijającej akustycznie powierzchni znajdującej się na drodze tych wiązek, w którym przesyła się w pierwszym etapie pomiaru przynajmniej jedną wiązkę fali akustycznej z pierwszą fazą, a pierwszego przetwornika akustycznego do drugiego przetwornika akustycznego, i mierzy się czas jej propagacji, po czym nadaje się w drugim etapie pomiaru, z pierwszego przetwornika akustycznego do drugiego przetwornika akustycznego, dodatkową wiązkę fali akustycznej o fazie przeciwnej względem fazy poprzedniej wiązki fali akustycznej bezpośrednio poprzedzającej, dla zmniejszenia oddziaływania przynajmniej dwóch ech akustycznych wyższych rzędów na bezpośrednio poprzedzającą i/lub bezpośrednio następną wiązkę fal akustycznych o pierwszej fazie, oraz mierzy się czas jej propagacji, znamienny tym, że w trzecim etapie pomiaru powtarza się pierwszy i drugi etapy pomiaru, w których przesyłanie kolejnych wiązek fal akustycznych inicjuje się bezpośrednio po odebraniu wiązki fal przez drugi z przetworników akustycznych, po czym oblicza się prędkość przepływu płynu jako funkcje średniego czasu propagacji wiązek fal akustycznych w każdym kierunku transmisji między przetwornikami akustycznymi.
  2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że płyn, którego prędkość przepływu mierzy się, wprowadza się do kanału wyznaczającego warunki brzegowe drogi przejścia wiązek fal akustycznych.
  3. 3. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że jako kanał, w którym przepływa płyn, stosuje się przewód, przy czym wiązki fal akustycznych przesyła się między przetwornikami akustycznymi ustawionymi wzdłuż kierunku przepływu płynu.
  4. 4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że czasy propagacji wiązek fali akustycznej zapamiętuje się w układzie pamięci oraz wykonuje się dodatkowy etap obliczenia w układzie sterującym średniego czasu propagacji wiązek fali akustycznej na podstawie zapamiętanych czasów propagacji poszczególnych wiązek fali akustycznej.
  5. 5. Sposób według zastrz. 4, znamienny tym, że etapy pomiaru, pierwszy i drugi, powtarza się od 1 do 106 razy.
  6. 6 Sposób według zastrz. 5, znamienny tym, ze etapy pomiaru, pierwszy i drugi, powtarza się od 31 do 65 razy.
  7. 7. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że w pierwszym etapie pomiaru przesyła się trzy wiązki fal akustycznych, zaś w drugim etapie pomiaru przesyła się pojedynczą wiązkę fali akustycznej.
  8. 8. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, ze wiązki fal akustycznych przesyła się między przetwornikami akustycznymi ustawionymi wzdłuz kierunku przepływu płynu.
  9. 9. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że w trakcie obliczania prędkości przepływu płynu sumuje się zmierzone czasy propagacji wiązek fal akustycznych w każdym kierunku transmisji między przetwornikami akustycznymi, dla ustalonej liczby transmisji w każdym kierunku, oraz określa się średni czas propagacji wiązki fali akustycznej w każdym kierunku przy zadanej wartości odległości między przetwornikami akustycznymi.
  10. 10. Sposób według zastrz. 9, znamienny tym, ze płyn, którego prędkość przepływu mierzy się, wprowadza się do kanału z przetwornikami akustycznymi umieszczonymi w zadanej odległości jeden od drugiego, zaś w pierwszym etapie pomiaru przesyła się wiązkę fali akustycznej z pierwszą fazą od pierwszego przetwornika akustycznego do drugiego przetwornika akustycznego, wykrywa się wiązkę fali akustycznej w drugim przetworniku akustycznym i rejestruje się czas propagacji wiązki fali akustycznej między przetwornikami akustycznymi, po
    169 742 czym następnie w czwartym etapie pomiaru powtarza się pierwszy etap pomiaru jeden lub więcej razy, w którym kolejne transmisje inicjuje się po wykryciu poprzedniej wiązki fali akustycznej, w piątym etapie pomiaru nadaje się wiązkę fali akustycznej z drugą fazą lub o odwrotnej polaryzacji w stosunku do wiązki fali akustycznej z pierwszą fazą, zgodnie z drugim etapem pomiaru, przy czym wiązka fali akustycznej z drugą fazą zmniejsza oddziaływanie przynajmniej dwóch ech akustycznych wyższych rzędów przy wykrywaniu przynajmniej jednej następnej wiązki fal akustycznych, w szóstym etapie pomiaru powtarza się trzeci etap pomiaru jeden lub więcej razy, w siódmym etapie pomiaru powtarza się etapy pomiaru od czwartego do szóstego, poza transmisją wiązki fali akustycznej od drugiego przetwornika akustycznego i jej wykryciem w drugim przetworniku akustycznym, po czym oblicza się prędkość przepływu płynu.
  11. 11. Sposób według zastrz. 10, znamienny tym, że w czwartym etapie pomiaru powtarza się trzykrotnie pierwszy etap pomiaru.
  12. 12. Sposób według zastrz. 10, znamienny tym. że w szóstym etapie pomiaru powtarza się 64 razy trzeci etap pomiaru.
  13. 13. Sposób według zastrz. 10, znamienny tym, że jako płyn wprowadza się gaz do kanału w postaci przewodu stanowiącego część układu dystrybucji gazu.
  14. 14. Układ do ultradźwiękowego pomiaru prędkości przepływu płynu zawierający dwa przetworniki akustyczne umieszczone w płynie w zadanej odległości od siebie i dostosowane do nadawania i odbierania energii akustycznej przechodzącej w torze liniowym między nimi, przynajmniej jedną odbijającą akustycznie powierzchnię znajdującą się między przetwornikami akustycznymi, układ sterujący połączony szyną sygnału inicjacji nadawania wiązki fali akustycznej z nadajnikiem i dalej z jednym z przetworników akustycznych oraz szyną sygnału sygnalizacji odbierania wiązki fali akustycznej z odbiornikiem i dalej z drugim z przetworników akustycznych, układ zegarowy dołączony do szyny sygnału inicjacji nadawania wiązki fali akustycznej, oraz układ pamięci, przy czym układ zegarowy i układ pamięci są połączone poprzez szynę zbiorczą z układem sterującym, znamienny tym, że układ sterujący (40) jest połączony z nadajnikiem (43) dodatkową szyną (51) sygnału inicjacji nadawania drugiej wiązki fali akustycznej o fazie przeciwnej względem fazy pierwszej wiązki fali akustycznej, równocześnie z jednym z zadanej liczby sygnałów inicjacji nadawania pierwszej wiązki fali akustycznej, dla generacji wiązki fali akustycznej o fazie przeciwnej względem fazy poprzedniej wiązki akustycznej.
  15. 15. Układ według zastrz. 14, znamienny tym, ze nadajnik (43) zawiera wzmacniacz (10) o przełączanym wzmocnieniu, który jest sterowany z szyny (51) sygnału inicjacji nadawania drugiej wiązki fali akustycznej.
PL92301879A 1991-06-25 1992-06-25 Sposób i uklad do ultradzwiekowego pomiaru predkosci przeplywu plynu PL PL169742B1 (pl)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
AUPK689491 1991-06-25
PCT/AU1992/000315 WO1993000570A1 (en) 1991-06-25 1992-06-25 Mode suppression in fluid flow measurement

Publications (1)

Publication Number Publication Date
PL169742B1 true PL169742B1 (pl) 1996-08-30

Family

ID=3775503

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL92301879A PL169742B1 (pl) 1991-06-25 1992-06-25 Sposób i uklad do ultradzwiekowego pomiaru predkosci przeplywu plynu PL

Country Status (15)

Country Link
US (1) US5493916A (pl)
EP (1) EP0591368B1 (pl)
CN (1) CN1032776C (pl)
AT (1) ATE176317T1 (pl)
AU (1) AU668872B2 (pl)
DE (1) DE69228306T2 (pl)
DK (1) DK0591368T3 (pl)
ES (1) ES2126593T3 (pl)
GR (1) GR3029559T3 (pl)
IE (1) IE922039A1 (pl)
NZ (1) NZ243294A (pl)
PL (1) PL169742B1 (pl)
SG (1) SG45212A1 (pl)
TW (1) TW226042B (pl)
WO (1) WO1993000570A1 (pl)

Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB9301873D0 (en) * 1993-01-30 1993-03-17 Cambridge Consultants Method and apparatus for fluid flow metering
KR960701354A (ko) * 1993-03-09 1996-02-24 존 워커 유체 계량기 도관의 모드 제어방법(Mode Suppression in Fluid Meter Conduits)
US5698786A (en) * 1995-11-28 1997-12-16 Sawtek, Inc. Differential phase velocity determining delay measurement apparatus and associated method
AUPN606095A0 (en) 1995-10-19 1995-11-09 AGL Consultancy Pty. Limited Digital speed determination in ultrasonic flow measurements
US5804729A (en) * 1995-11-28 1998-09-08 Sawtek Inc. Apparatus and associated method for measuring differences in delay measurements
US5831167A (en) * 1995-11-28 1998-11-03 Sawtek Inc. Time domain delay device measurement apparatus including sensor package
US5700952A (en) * 1995-11-28 1997-12-23 Sawtek Inc. Time domain delay measurement apparatus and associated method
DE19722274A1 (de) * 1997-05-28 1998-12-03 Degussa Verfahren zur Messung von Dichte und Massenstrom
AUPQ061399A0 (en) * 1999-05-27 1999-06-17 University Of Sydney, The Acoustic flow meters
SE517922C2 (sv) * 2000-11-15 2002-08-06 Aake Stroemberg Förfarande och anordning för bestämning av hastigheten hos en fluid
EP1376069A1 (de) * 2002-06-13 2004-01-02 Krohne AG Ultraschalldurchflussmessverfahren
DE10232101C1 (de) * 2002-06-13 2003-09-25 Krohne Ag Basel Ultraschalldurchflußmeßverfahren
US7152490B1 (en) 2005-08-15 2006-12-26 Daniel Measurement And Control, Inc. Methods for determining transducer delay time and transducer separation in ultrasonic flow meters
EP2297591A4 (en) * 2008-06-25 2012-02-01 Pure Technologies Ltd APPARATUS AND METHOD FOR LOCATING AN OBJECT IN A PIPELINE
CN102297712B (zh) * 2011-07-12 2012-09-05 北京理工大学 一种超声回波传播时间测量方法
CN103399172A (zh) * 2013-08-07 2013-11-20 南京信息工程大学 一种超声波风速测量方法
CN104634424B (zh) * 2015-03-04 2018-05-25 姜跃炜 用于超声波流量表的状态检测方法
LT3317658T (lt) 2015-07-03 2020-12-10 Kamstrup A/S Drumstumo jutiklis, pagrįstas ultragarsiniais matavimais
GB2549717B (en) * 2016-04-25 2018-09-05 Sentronics Ltd Flow meter
CN108120481B (zh) * 2017-11-10 2023-10-31 天津新科成套仪表有限公司 一种超声流量计量方法与计量处理装置
EP3990871A1 (en) * 2019-06-25 2022-05-04 Kamstrup A/S Ultrasonic flow meter and a method of determining a flow rate

Family Cites Families (77)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2831348A (en) * 1953-08-14 1958-04-22 Kritz Jack Apparatus for suppressing undesirable modes in ultrasonic flowmeters
DE1523260B2 (de) * 1963-02-27 1970-09-10 Tokyo keiki Seizosho Company Ltd., Tokio Vorrichtung zur Messung der Strömungsgeschwindigkeit von Flüssigkeiten mittels Ultraschall
US3329017A (en) * 1963-05-07 1967-07-04 Tokyo Keiki Seizosho Co Ltd Ultrasonic flow quantity measuring apparatus
US3512410A (en) * 1967-06-29 1970-05-19 Badger Meter Mfg Co Triggering circuit
DE1967130C2 (de) * 1968-01-25 1982-04-01 Pioneer Electronic Corp., Tokyo Mechanisch-elektrisch bzw. elektrisch-mechanischer Wandler
JPS4926890B1 (pl) * 1970-12-04 1974-07-12
JPS4829420A (pl) * 1971-08-20 1973-04-19
US3816774A (en) * 1972-01-28 1974-06-11 Victor Company Of Japan Curved piezoelectric elements
US3767938A (en) * 1972-05-26 1973-10-23 Ibm Zero sense after peak detection circuit
US3869915A (en) * 1973-01-23 1975-03-11 Joseph Baumoel Digital flowmeter
JPS5433542B2 (pl) * 1973-06-23 1979-10-22
US3824464A (en) * 1973-07-16 1974-07-16 Honeywell Inc Pulse detection systems
US3918304A (en) * 1973-11-23 1975-11-11 Westinghouse Electric Corp Flowmeter computer
US4080574A (en) * 1974-01-31 1978-03-21 United Kingdom Atomic Energy Authority Apparatus for providing time reference signals
JPS5745760Y2 (pl) * 1974-02-18 1982-10-08
JPS5215972B2 (pl) * 1974-02-28 1977-05-06
GB1515287A (en) * 1974-05-30 1978-06-21 Plessey Co Ltd Piezoelectric transducers
US3898878A (en) * 1974-08-15 1975-08-12 Us Navy Ship speed indicator
DE2461264C3 (de) * 1974-12-23 1978-06-01 Siemens Ag, 1000 Berlin Und 8000 Muenchen Vorrichtung für die Messung des Volumenstroms strömender Medien
NL7502453A (nl) * 1975-03-03 1976-09-07 Philips Nv Inrichting voor het omzetten van elektrische in akoestische trillingen en omgekeerd, voorzien van een membraan, bevattende tenminste een laag piezo-elektrisch polymeer materiaal.
US3974693A (en) * 1975-05-05 1976-08-17 Westinghouse Electric Corporation Multiple time difference ultrasonic flowmeter
US4024760A (en) * 1975-07-25 1977-05-24 Westinghouse Electric Corporation Fluid flow measurement apparatus
US4022058A (en) * 1975-08-07 1977-05-10 Brown Alvin E Apparatus for determining the arrival time of alternating signals
GB1520118A (en) * 1975-08-11 1978-08-02 Rank Organisation Ltd Transducers
US4011755A (en) * 1975-10-23 1977-03-15 Panametrics, Inc. Acoustic flowmeter
US4003256A (en) * 1975-11-17 1977-01-18 Canadian Patents And Development Limited Acoustic oscillator fluid velocity measuring device
DE2607187C3 (de) * 1976-02-23 1986-07-10 Krautkrämer GmbH, 5000 Köln Verfahren zur Messung des zeitlichen Impulsabstandes von zwei elektrischen Impulsen
US4056742A (en) * 1976-04-30 1977-11-01 Tibbetts Industries, Inc. Transducer having piezoelectric film arranged with alternating curvatures
US4103551A (en) * 1977-01-31 1978-08-01 Panametrics, Inc. Ultrasonic measuring system for differing flow conditions
GB1595973A (en) * 1977-03-30 1981-08-19 Nat Res Dev Flow sensor
NL7703836A (nl) * 1977-04-07 1977-06-30 Philips Nv Een membraan bestaande uit tenminste een folie van een piezoelektrisch polymeermateriaal.
DE2726981C2 (de) * 1977-06-15 1984-11-22 Fried. Krupp Gmbh, 4300 Essen Vorrichtung zur Zeitmessung zwischen Impulsen
JPS5829854B2 (ja) * 1977-07-26 1983-06-25 富士電機株式会社 超音波式測定装置
DE2827868C2 (de) * 1978-06-24 1985-10-24 Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart Triggerverstärker
CA1135827A (en) * 1978-12-04 1982-11-16 Rainer Fehr Determination of flow velocities by measuring phase difference between the doppler signals
US4195517A (en) * 1978-12-18 1980-04-01 The Foxboro Company Ultrasonic flowmeter
US4232548A (en) * 1979-03-01 1980-11-11 Joseph Baumoel Liquid flow meter
ZA805412B (en) * 1979-09-14 1981-08-26 Plessey Overseas Zero-crossing comparators with threshold validation
US4300401A (en) * 1979-10-09 1981-11-17 Panametrics, Inc. Method and apparatus for determining fluid flow
US4308754A (en) * 1979-10-19 1982-01-05 Panametrics, Inc. Ultrasonic flowmeter
US4312238A (en) * 1979-12-13 1982-01-26 Rey Thomas J Electro-acoustic flowmeter
US4336719A (en) * 1980-07-11 1982-06-29 Panametrics, Inc. Ultrasonic flowmeters using waveguide antennas
JPS5777914A (en) * 1980-10-31 1982-05-15 Toshiba Corp Fluid measuring apparatus
US4384491A (en) * 1981-01-22 1983-05-24 Bestobell Sparling Ltd. Analog ultrasonic flowmeter
NL182662C (nl) * 1981-10-13 1990-04-17 Sawgrain Limited Kozijn met klemorganen.
JPS58167918A (ja) * 1982-03-29 1983-10-04 Toshiba Corp 超音波流速測定装置
FR2531298B1 (fr) * 1982-07-30 1986-06-27 Thomson Csf Transducteur du type demi-onde a element actif en polymere piezoelectrique
JPS5959000A (ja) * 1982-09-28 1984-04-04 Toshiba Corp 凹面型超音波探触子及びその製造方法
US4480485A (en) * 1982-10-01 1984-11-06 Panametrics, Inc. Acoustic flowmeter with envelope midpoint tracking
GB2139755B (en) * 1983-05-11 1987-03-04 British Gas Corp Ultrasonic flowmeter
DE3320935A1 (de) * 1983-06-09 1984-12-13 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Ultraschall-sensor
US4754650A (en) * 1983-07-29 1988-07-05 Panametrics, Inc. Apparatus and methods for measuring fluid flow parameters
US4538469A (en) * 1983-07-29 1985-09-03 Panametrics, Inc. Integrated threshold arming method and apparatus
US4515021A (en) * 1983-07-29 1985-05-07 Panametrics, Inc. Intervalometer time measurement apparatus and method
US4603589A (en) * 1983-12-27 1986-08-05 Kabushiki Kaisha Toshiba Ultrasonic flowmeter
EP0152132A1 (en) * 1984-01-27 1985-08-21 N.V. Nederlandsche Apparatenfabriek NEDAP An ultrasonic flow meter
US4583410A (en) * 1984-05-29 1986-04-22 Nusonics, Inc. Timing circuit for acoustic flow meters
US4725994A (en) * 1984-06-14 1988-02-16 Kabushiki Kaisha Toshiba Ultrasonic transducer with a multiple-folded piezoelectric polymer film
DE3437488A1 (de) * 1984-10-12 1986-04-17 Richard Wolf Gmbh, 7134 Knittlingen Schallsender
NL8403221A (nl) * 1984-10-23 1986-05-16 Nedap Nv Ultrasone doorstromingsmeter met groot meetbereik.
JPS61104276A (ja) * 1984-10-29 1986-05-22 Tokyo Keiki Co Ltd 超音波パルスの送受信装置
JPS61161446A (ja) * 1985-01-10 1986-07-22 Terumo Corp 超音波探触子およびその製造方法
US4628725A (en) * 1985-03-29 1986-12-16 Schlumberger Technology Corporation Apparatus and method for analyzing a fluid that includes a liquid phase, contained in a tubular conduit
SE456279B (sv) * 1986-09-16 1988-09-19 Bost & Co Ab Sett och anordning for att tidsbestemma en akustisk puls
JPH0416558Y2 (pl) * 1986-09-16 1992-04-14
EP0262461B1 (de) * 1986-09-30 1993-12-15 Siemens Aktiengesellschaft Ultraschall-Strömungsgeschwindigkeitsmesser nach dem Phasendifferenz-Verfahren
ES2021314B3 (es) * 1986-09-30 1991-11-01 Siemens Ag Procedimiento de diferencia de fases de ultrasonidos, para la medicion de velocidades de caudal alta
US4930358A (en) * 1987-03-27 1990-06-05 Tokyo Keiki Co., Ltd. Method of and apparatus for measuring flow velocity by using ultrasonic waves
US4825116A (en) * 1987-05-07 1989-04-25 Yokogawa Electric Corporation Transmitter-receiver of ultrasonic distance measuring device
FR2617659B1 (fr) * 1987-06-30 1990-09-14 Inst Francais Du Petrole Transducteur piezo-electrique comportant plusieurs elements sensibles coaxiaux
US4787252A (en) * 1987-09-30 1988-11-29 Panametrics, Inc. Differential correlation analyzer
DE3808019A1 (de) * 1988-03-10 1989-09-21 Siemens Ag Ultraschall-sensor
GB8813640D0 (en) * 1988-06-09 1988-07-13 Gill M J Speed measurement device
GB2237639B (en) * 1989-10-31 1994-07-06 British Gas Plc Measurement system
DK0452531T3 (da) * 1990-04-20 1995-06-19 Siemens Ag Fremgangsmåde til løbstidsmåling af et elektrisk signal
US5179862A (en) * 1990-06-29 1993-01-19 Panametrics, Inc. Snap-on flow measurement system
US5343744A (en) * 1992-03-06 1994-09-06 Tsi Incorporated Ultrasonic anemometer

Also Published As

Publication number Publication date
TW226042B (pl) 1994-07-01
GR3029559T3 (en) 1999-06-30
DK0591368T3 (da) 1999-09-13
EP0591368A4 (pl) 1994-08-31
SG45212A1 (en) 1998-01-16
DE69228306T2 (de) 1999-09-30
EP0591368A1 (en) 1994-04-13
DE69228306D1 (de) 1999-03-11
WO1993000570A1 (en) 1993-01-07
CN1032776C (zh) 1996-09-11
ATE176317T1 (de) 1999-02-15
CN1072016A (zh) 1993-05-12
IE922039A1 (en) 1992-12-30
ES2126593T3 (es) 1999-04-01
AU668872B2 (en) 1996-05-23
NZ243294A (en) 1995-04-27
EP0591368B1 (en) 1999-01-27
US5493916A (en) 1996-02-27
AU2172892A (en) 1993-01-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
PL169742B1 (pl) Sposób i uklad do ultradzwiekowego pomiaru predkosci przeplywu plynu PL
US4024760A (en) Fluid flow measurement apparatus
EP0681685B1 (en) Fluid flow meter
JP3023569B2 (ja) 流体媒体内の音波バースト移動時間のデジタル式測定方法及び装置
EP0508675B1 (en) Ultrasound high velocity flow correlation measurement using coded pulses
GB1235602A (en) Ultra-sonic flowmeter
US4885942A (en) Ultrasound flow rate meter using a phase difference method and apparatus
WO2002103299A1 (fr) Courantometre a ultrasons
JPS5824730B2 (ja) 超音波パルス反響厚み測定方法及び装置
GB2423363A (en) A flow meter
US5602343A (en) Method of, and apparatus for, measuring the velocity of a fluid
GB2167185A (en) Acoustically detecting and/or identifying a liquid
JP2000046854A (ja) 流体流の流れの速度を測定する方法と装置
US4312239A (en) Method and apparatus for ultrasonic measurement of the rate of flow
JPH0148994B2 (pl)
JP2008185441A (ja) 超音波流量計
JP3422100B2 (ja) 流量計測装置
RU46107U1 (ru) Имитатор отраженных гидроакустических сигналов доплеровского лага
JPH01100414A (ja) 超音波流速測定装置
SU1465715A2 (ru) Гидрологический измеритель скорости звука
RU2006002C1 (ru) Устройство для поверки частотно-импульсных расходомеров
RU2313068C2 (ru) Способ измерения расхода газа в трубопроводах и устройство для его осуществления
JP4836176B2 (ja) 超音波流量計
RU27714U1 (ru) Имитатор отраженных гидроакустических сигналов доплеровского лага
JPH0117090B2 (pl)

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Decisions on the lapse of the protection rights

Effective date: 20080625